Látható sugárzás

Látható sugárzás  – az emberi szem által érzékelt elektromágneses hullám [1] . Az emberi szem elektromágneses sugárzásra való érzékenysége a sugárzás hullámhosszától ( frekvenciától ) függ, a maximális érzékenység 555 nm -en (540 T Hz ), a spektrum zöld részén [2] . Mivel az érzékenység a maximális ponttól való távolság növekedésével fokozatosan nullára csökken, lehetetlen a látható sugárzás spektrális tartományának pontos határait megjelölni. Általában egy 380–400 nm-es (790–750 THz) szakaszt tekintenek rövidhullámhatárnak , és 760–780 nm-es (810 nm-ig) (395–385 THz) hosszúhullámú határnak [1] [3] . Az ilyen hullámhosszú elektromágneses sugárzást látható fénynek vagy egyszerűen fénynek is nevezik (a szó szűk értelmében).

Nem minden szín , amelyet az emberi szem lát , felel meg bármilyen monokromatikus sugárzásnak . Az olyan árnyalatok, mint a rózsaszín , bézs vagy lila , csak több, különböző hullámhosszú monokromatikus sugárzás összekeverésével jönnek létre.

A látható sugárzás az " optikai ablakba " is esik - az elektromágneses sugárzás spektrumának tartományába, amelyet a föld légköre gyakorlatilag nem nyel el . A tiszta levegő sokkal jobban szórja a kék fényt, mint a hosszabb hullámhosszúságú fényt (a spektrum vörös vége felé), így a déli égbolt kéknek tűnik.

Sok állatfaj képes látni az emberi szem számára nem látható sugárzást, vagyis nem tartozik a látható tartományba. Például a méhek és sok más rovar az ultraibolya tartományban látja a fényt , ami segít nekik megtalálni a nektárt a virágokon. A rovarok által beporzott növények jobb helyzetben vannak a szaporodás szempontjából, ha fényesek az ultraibolya spektrumban. A madarak az ultraibolya sugárzást (300-400 nm) is képesek látni, és egyes fajok tollazatán is vannak nyomok, amelyek magukhoz vonzzák a partnert, ami csak ultraibolya sugárzásban látható [4] [5] .

Történelem

A látható sugárzási spektrum megjelenésének okainak első magyarázatát Isaac Newton az "Optika" című könyvében és Johann Goethe "A színek elmélete" című művében adták, de már előttük Roger Bacon megfigyelte az optikai spektrumot egy pohár vizet. Csak négy évszázaddal később Newton felfedezte a fény prizmákban való szétszóródását [6] [7] .

Newton 1671 -ben használta először nyomtatásban a spektrum szót ( lat.  spektrum  – látás, megjelenés), optikai kísérleteinek leírására. Felfedezte, hogy amikor egy fénysugár a felülethez képest szöget zár be egy üvegprizma felületére, a fény egy része visszaverődik, egy része pedig áthalad az üvegen, és különböző színű sávokat alkot. A tudós azt javasolta, hogy a fény különböző színű részecskék (testek) áramlatából áll, és a különböző színű részecskék egy átlátszó közegben különböző sebességgel mozognak. Feltételezése szerint a vörös fény gyorsabban terjedt, mint az ibolya, ezért a vörös sugár nem térült el annyira a prizmán, mint az ibolya. Emiatt a színek látható spektruma keletkezett.

Newton hét színre osztotta a fényt: piros , narancs , sárga , zöld , kék , indigó és lila . A hetes számot abból a meggyőződésből választotta (az ókori görög szofistáktól eredeztetve ), hogy kapcsolat van a színek, a hangjegyek, a Naprendszer tárgyai és a hét napjai között [6] [8] . Az emberi szem viszonylag gyengén érzékeny az indigó frekvenciákra, ezért egyesek nem tudják megkülönböztetni a kéktől vagy a lilától. Ezért Newton után gyakran javasolták, hogy az indigót ne önálló színnek, hanem csak az ibolya vagy a kék árnyalatának tekintsék (a nyugati hagyományban azonban még mindig szerepel a spektrumban). Az orosz hagyományban az indigó a kéknek felel meg .

Goethe , ellentétben Newtonnal, úgy gondolta, hogy a spektrum akkor keletkezik, amikor a fény különböző összetevői egymásra helyezkednek. Széles fénysugarakat megfigyelve megállapította, hogy egy prizmán áthaladva a sugár szélein piros-sárga és kék élek jelennek meg, amelyek között a fény fehér marad, a spektrum pedig akkor jelenik meg, ha ezeket az éleket kellően közel hozzuk egymáshoz. .

A látható sugárzás különböző színeinek megfelelő hullámhosszakat először 1801. november 12-én mutatták be Thomas Young Baker-előadásában , ezeket úgy kapják meg, hogy a Newton-gyűrűk paramétereit maga Isaac Newton mérte hullámhosszra. Newton úgy szerezte meg ezeket a gyűrűket, hogy egy sík felületen fekvő lencsén áthaladt, amely a fény egy prizmával egy fényspektrumba terjesztett részének kívánt színének felel meg , és megismételte a kísérletet mindegyik színre [9] :30- 31 . Jung táblázat formájában mutatta be a kapott hullámhossz értékeket, francia hüvelykben (1 hüvelyk = 27,07 mm ) [10] kifejezve, nanométerre átszámítva értékeik jól egyeznek a különböző színekre elfogadott modern értékekkel. . Joseph Fraunhofer 1821- ben alapozta meg a spektrumvonalak hullámhosszának mérését , miután azokat a Nap látható sugárzásából diffrakciós ráccsal vette , a diffrakciós szögeket teodolittal megmérte és hullámhosszra konvertálta [11] . Junghoz hasonlóan francia hüvelykben fejezte ki, nanométerre átszámítva, mértékegységben különböznek a modernektől [9] :39-41 . Így már a 19. század elején lehetővé vált a látható sugárzás hullámhosszainak több nanométeres pontosságú mérése.

A 19. században, az ultraibolya és infravörös sugárzás felfedezése után a látható spektrum megértése pontosabbá vált.

A 19. század elején Thomas Jung és Hermann von Helmholtz is feltárta a látható spektrum és a színlátás kapcsolatát. Színlátás elméletük helyesen feltételezte, hogy három különböző típusú receptort használ a szemszín meghatározásához.

Látható spektrum

Ha egy fehér sugárnyalábot prizmában felbontunk, akkor spektrum keletkezik, amelyben a különböző hullámhosszú sugárzások különböző szögekben törnek meg. A spektrumban szereplő színeket, vagyis azokat a színeket, amelyek egy hullámhosszú (pontosabban nagyon szűk hullámhossz-tartományú) fény segítségével nyerhetők, spektrális színeknek nevezzük [12] . A fő spektrális színeket (saját névvel), valamint ezeknek a színeknek a kibocsátási jellemzőit a [13] táblázat mutatja be :

A táblázatban feltüntetett tartományok határai feltételesek, de a valóságban a színek zökkenőmentesen átmennek egymásba, és a köztük lévő határok megfigyelő számára látható elhelyezkedése nagymértékben függ a megfigyelés körülményeitől [13] . Ha egy fehér fénysugarat egy prizmában lebontunk, nincs ibolya, még a 405 nm-es sugár is tiszta kéknek tűnik. A lila egy szivárványban jelenik meg, ahol az extrém kék keveredik a második szivárvány szomszédos vörösével.

A fő spektrális színek sorrendjének megjegyezéséhez oroszul a „ Minden vadász tudni akarja, hol ül a fácán ” emlékeztető kifejezést használják. Az angolban a Richard of York hiába adott csatát (Red Orange Yellow Green Blue Indigo Violet) kifejezés is hasonlóan használatos, a brit angolban a mozaikszó Roy G. Biv .

A látható sugárzás határainak jellemzői

Lásd még

• Szín
• Spektrális és komplementer színek

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 Gagarin A.P. Light // Fizikai enciklopédia  : [5 kötetben] / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1994. - V. 4: Poynting - Robertson - Streamers. - S. 460. - 704 p. - 40.000 példány.  - ISBN 5-85270-087-8 .
2. ↑ GOST 8.332-78. A mérések egységességét biztosító állami rendszer. Fénymérések. A monokromatikus sugárzás relatív spektrális fényhatékonyságának értékei nappali látáshoz (hozzáférhetetlen kapcsolat) . Letöltve: 2013. március 2. Az eredetiből archiválva : 2013. október 4.. (határozatlan) 
3. ↑ GOST 7601-78. Fizikai optika. Kifejezések, betűjelek és alapmennyiségek meghatározásai . Letöltve: 2016. október 12. Az eredetiből archiválva : 2021. november 30. (határozatlan)
4. ↑ Cuthill, Innes C; et al. Ultraibolya látás madarakban // Advances in the Study of Behavior  (neopr.) / Peter JB Slater. - Oxford, Anglia: Academic Press , 1997. - V. 29. - P. 161. - ISBN 978-0-12-004529-7 .
5. ↑ Jamieson, Barrie GM szaporodásbiológia és madárfilogenetika  . - Charlottesville VA: Virginia Egyetem, 2007. - P. 128. - ISBN 1578083869 .
6. ↑ 1 2 Newton I. Optika vagy értekezés a fény visszaverődéseiről, töréseiről, hajlításairól és színeiről / Fordította: Vavilov S.I. - 2. kiadás - M . : Állam. Műszaki és Elméleti Irodalmi Kiadó , 1954. - S. 131. - 367 p. - ("A természettudomány klasszikusai" sorozat).
7. ↑ Coffey, Péter. A logika tudománya: A pontos  gondolkodás alapelveinek vizsgálata . – Longmans , 1912.
8. ↑ Hutchison, Niels Music For Measure: A Newton's Opticks 300. évfordulóján . Színes zene (2004). Letöltve: 2006. augusztus 11. Az eredetiből archiválva : 2012. február 20.. (határozatlan)
9. ↑ 1 2 John Charles Drury Brand. Fényvonalak: The Sources Of . – CRC Press, 1995.
10. ↑ Thomas Young. A pékek előadása. A fény és színek elméletéről  (angol)  // A Londoni Királyi Társaság filozófiai tranzakciói 1802-re : folyóirat. - 1802. - 39. o .
11. ↑ Fraunhofer Jos. Neue Modifikation des Lichtes durch gegenseitige Einwirkung und Beugung der Strahlen, und Gesetze derselben  (német)  // Denkschriften der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu München für die Jahre 1821 und 1822: magazin. - 1824. - Bd. VIII . - S. 1-76 .
12. ↑ Thomas J. Bruno, Paris D.N. Svoronos. CRC Handbook of Fundamental Spectroscopic Correlation Charts. Archiválva : 2017. január 17., a Wayback Machine CRC Press, 2005.
13. ↑ 1 2 Hunt RWC The Reproduction of Color . — 6. kiadás. - John Wiley & Sons , 2004. - P. 4-5. — 724 p. - ISBN 978-0-470-02425-6 .

Szótárak és enciklopédiák	Nagy katalán nagy kínai nagy kínai nagy kínai Nagy orosz